Программа разработки активного аэроупругого крыла X-53 ( AAW ) — это завершенный американский исследовательский проект, который был реализован совместно Исследовательской лабораторией ВВС (AFRL), Boeing Phantom Works и Исследовательским центром летной подготовки NASA Dryden , где технология была испытана в полете на модифицированном McDonnell Douglas F/A-18 Hornet . Технология активного аэроупругого крыла — это технология, которая объединяет аэродинамику крыла, элементы управления и структуру для использования и управления аэроупругой круткой крыла на высоких скоростях и динамических давлениях. Используя несколько элементов управления передней и задней кромками, таких как «аэродинамические вкладки», можно контролировать небольшие количества аэроупругой крутки, чтобы обеспечить большую мощность управления крылом, при этом минимизируя маневренные воздушные нагрузки в условиях высокой деформации крыла или аэродинамическое сопротивление в условиях низкой деформации крыла. Эта программа стала первым полномасштабным доказательством технологии AAW.
Разработка первоначальной концепции проводилась в середине 1980-х годов в рамках контракта с ВВС США с помощью испытаний в аэродинамической трубе. [1] Обозначение «X-52» было пропущено в последовательности, чтобы избежать путаницы с бомбардировщиком B-52 Stratofortress компании Boeing. [2]
Предсерийная версия F/A-18 была идеальным самолетом для проверки технологии AAW, относительно высокое удлинение крыла для истребителя, с достаточной прочностью, но без необходимости добавления дополнительной жесткости для изменения его поведения на скручивание. X-53 F/A-18 был модифицирован, чтобы позволить двум управляющим поверхностям передней кромки работать вместе с его двумя поверхностями задней кромки для управления аэроупругой круткой крыла и обеспечения превосходных характеристик качения на высокой скорости.
AAW был разработан на основе знания того, что аэроупругость крыла, вызванная отклонением одной поверхности управления, может быть компенсирована отклонением других поверхностей управления. В частности, почти все современные самолеты используют некоторую форму предкрылка вдоль передней кромки крыла , чтобы обеспечить большую подъемную силу на определенных участках полета. При развертывании предкрылков одновременно с элеронами их скручивающее воздействие на основные структурные части крыла противодействует друг другу, что устраняет скручивание. Это улучшает способность элеронов создавать большие вращающие моменты на самолете. Это означает, что для создания требуемого движения требуется меньшее отклонение элеронов, что, в свою очередь, уменьшит сопротивление элеронов и связанную с ним нежелательную тенденцию вызывать рыскание самолета .
Если элементы управления могут быть использованы для устранения скручивания и его негативного влияния на управляющий ввод, следующим шагом будет намеренное введение некоторого скручивания, которое усиливает эффект отклонения управления. При правильном применении крыло будет скручиваться меньше и в противоположном направлении по сравнению с обычным крылом во время маневрирования. [3] Таким образом, это изменение, которое может быть выполнено программным обеспечением, улучшает общую производительность.
Для проверки теории AAW НАСА и ВВС США согласились профинансировать разработку одного демонстратора на основе F/A-18. Работа началась с того, что был взят существующий планер F/A-18, модифицированный предсерийным крылом, и добавлена система привода закрылков передней кромки и обновленный компьютер управления полетом. Были разработаны активные законы управления аэроупругим крылом для изгиба крыла, а для точного измерения аэроупругих характеристик формы крыла использовались летные приборы . Затем программное обеспечение для полетов было изменено для летных испытаний, и самолет впервые поднялся в воздух в измененном виде 15 ноября 2002 года. [4] Самолет успешно доказал жизнеспособность концепции в полном масштабе во время испытаний маневра крена в 2004–2005 годах. Испытательный самолет был переименован в X-53 16 августа 2006 года в соответствии с меморандумом заместителя начальника штаба ВВС США по стратегическим планам и программам. [1]
Общая характеристика
Производительность
Авионика
Система привода закрылков передней кромки была модифицирована в McDonnell Douglas (теперь Boeing Phantom works) с использованием внешнего исполнительного устройства, разработанного Moog Inc. Законы управления полетом AAW были запрограммированы в исследовательском компьютере управления полетом, модифицированном для включения независимо приводимых в действие внешних поверхностей управления передней кромкой. [5]
